Гены жизни

Способность человеческой яйцеклетки преобразоваться в новую жизнь или в новые клетки, которые могут когда-нибудь спасти другие жизни, прекрасно зафиксирована. Однако механика процесса до сих пор оставалась тайной – как яйцеклетке удаются ее стремительные метаморфозы, непонятно было никому. Ученые университета Мичигана лишили яйцеклетку изрядной доли ее генетических тайн.

Авторы исследования пишут в Proceedings of the National Academy of Sciences, что им удалось распознать гены, уникальные для яйцеклетки человека. Идентификация открывает путь к пониманию того, какие функции выполняют эти гены. Что, в свою очередь, поможет решить самые разные проблемы – от бесплодия до дегенеративных заболеваний.

Соединяясь со спермой, яйцеклетка делится и организует клетки так, чтобы в конечном счёте получился человек. Определенные технологии могут «уговорить» неоплодотворенную яйцеклетку произвести некоторые другие клетки, в том числе стволовые, способные превратиться в любую новую ткань или клетку человеческого тела.

О непорочно зачатых эмбрионах, которые могут стать источником стволовых клеток, «Газета.Ru» уже писала. Тот же богатый потенциал может использоваться для борьбы с болезнями. Поэтому яйцеклетка и привлекает такое внимание специалистов.

Возглавивший исследование Хосе Сибелли говорит, что цель его команды – вырастить в конце концов стволовые клетки без использования оплодотворенных эмбрионов, которые стали этическим камнем преткновения. Поэтому в своей работе ученые опирались только на неоплодотворенные человеческие яйцеклетки, которые были получены от чилийских женщин, проходящих лечение от бесплодия в клинике Сантьяго. Женщины должны были быть здоровыми в репродуктивном отношении, не старше 35 лет, а причина их бесплодия – всецело принадлежать мужчине-партнеру.

По словам Сибелли, такие меры потребовались, чтобы иметь в распоряжении исключительно здоровые яйцеклетки. Кроме того, все доноры предоставили письменное согласие на проведение экспериментов.

В сотрудничестве с чилийскими коллегами Сибелли извлек все РНК из неоплодотворенных яйцеклеток вскоре после их изъятия из организма.

Рибонуклеиновые кислоты собирали потому, что они фактически представляют собой копии участков ДНК, активных именно в данной клетке. Узнав их структуру и сравнив её с главной матрицей, можно вычислить активные гены ДНК.

Затем материал, сокровищницу генетической информации, по мнению исследователей, заморозили и отправили в Мичиганский университет. Там биологи приступили к анализу тысячи генов, представленных в человеческой яйцеклетке, чтобы разобраться, какие из них специфичны именно для неё. Учёные также обратились в больницу Бет Израэль при Гарвардской медицинской школе в Бостоне, желая работать с новейшим и сложным биоинформатическим программным обеспечением.

Чтобы выяснить, активность каких генов уникальна именно для яйцеклетки, исследователи сравнивали ДНК всех частей человеческого тела, кроме яичников, где образуются яйцеклетки. Путем тончайших манипуляций из яйцеклеток изымались все гены, обнаруженные в других тканях. Методом исключения был «опознан» 5331 человеческий ген, каждый из которых сверхпродуктивен именно в яйцеклетке. Функции 1430 из этих генов пока не разгаданы.

Продолжая исследование, ученые сравнили гены женской яйцеклетки с мышиными, а также эмбриональные стволовые клетки мыши и человека. В итоге «пересеклись» 66 генов, которые присутствовали во всех четырех видах клеток.

«Существуют тысячи избыточных генов, – поясняет Сибелли. – Уникальным для яйцеклетки, как мы узнали, является примерно один из тысячи ее генов, и все равно задачи некоторых из них неизвестны». Теперь, говорит Сибелли, можно клонировать эти таинственные гены и поместить в клетки, чтобы понять, не играют ли они роль в зарождении стволовых клеток. Никакого оплодотворения или уничтожения человеческих эмбрионов при этом не потребуется.

Ученый считает, что некоторые из открытых генов хранят «великие тайны» – например, знают момент, когда развитие клетки должно замедлиться; позднее она превратится в стволовую. Проникнуть в тайны биологи попробуют в ходе дальнейших экспериментов.

Ранее «Газета.Ru» уже сообщала, что ключом к яйцеклетке, возможно, владеет семенная жидкость. Обнаруженные в ней необычные вещества, такие как женские половые гормоны, свидетельствуют, что в отдельных случаях сперма может обманывать яйцеклетку, вступая с ней в своего рода осмысленный контакт.